脂肪替代品在低脂肉制品中的研究進展

王 強，周雅琳，趙 欣，鄒 妍，陶兵兵，趙國華，3，*

（1.西南大學食品科學學院，重慶400715；2.重慶第二師范學院生物與化學工程系，重慶400067；3.重慶市特色食品工程技術研究中心,重慶400715）

在肉制品中，脂肪不僅賦予產品特殊風味、優(yōu)良質地以及良好的感官特性[1]，而且也是人體能量、必需脂肪酸和脂溶性維生素的主要來源，其在人群中營養(yǎng)膳食中的地位不言而喻。然而，世界衛(wèi)生組織在近年來發(fā)布一系列報告稱[2]，有證據表明，膳食中脂類的攝入量與某些慢性疾?。ㄈ缛毖孕呐K病、動脈粥樣硬化及某些癌癥等）具有顯著的正相關性。特別是含有大量飽和脂肪酸的動物脂肪，被認為是引起這些慢性疾病的直接原因。因此，如何降低膳食中動物脂肪的攝入量成為近年來營養(yǎng)學界和食品加工界研究的熱點問題，受到越來越多專家學者的關注和研究[3-6]。縱觀這些研究不難發(fā)現，脂肪替代物有效降低了低脂肉制品的熱量值，并有效改善產品持水性、粘度等一系列品質特征。本文依據近年來國內外低脂肉制品的發(fā)展現狀，簡要綜述低脂肉制品中脂肪替代物的最新研究進展及發(fā)展趨勢，以期為相關研究提供參考和依據。

1 低脂肉制品

美國食品和藥物管理局（FDA）和美國農業(yè)儀器安全與檢測部（USDA-FSIS）將低脂肉制品定義為脂肪含量低于10%的肉制品。目前肉制品中脂肪含量大約在20%～30%，主要起乳化、減少成熟流失、改善持水力及咀嚼性等作用[7]。眾多研究表明[7-8]，肉制品多汁、滑爽的口感以及良好的彈性及切片性均與肉制品中較高的脂肪含量有關，高脂肉制品的感官優(yōu)勢往往更加明顯和突出。此外，脂肪對肉制品的風味[9]也有重要作用，這不僅表現在脂肪自身的風味，還表現在對其他香料釋放的影響上。脂溶性食用香料在咀嚼的過程中其風味是逐漸釋放出來的，脂肪可以減緩風味的釋放，使肉制品風味達到最佳，降低肉制品中的脂肪含量就會破壞這種緩釋功能[10]。因此，低脂肉制品的核心問題：一方面是降低肉制品中脂肪的含量，另一方面是關注如何選擇合適的脂肪替代物，使之用于低脂食品中維持高脂食品相似的感官性狀，從而達到既降低了脂肪含量又彌補了口味的損失，同時又可起到預防疾?。ㄈ绺哐?、肥胖）的目的。

2 脂肪替代品及其在肉制品中的應用

脂肪替代品根據其組成一般可分為3類：脂肪替代物、脂肪模擬物和復合型脂肪替代物。

2.1 脂肪替代物

脂肪替代物為大分子的化合物，由脂質、合成脂肪酸酯等物質組成，其物理及化學性質類似通常的油脂，且該替代物在冷卻及高溫時較穩(wěn)定，可完全替代食品中的脂肪。由于其酯鍵能抵抗脂肪酶的催化水解，并且不參與能量代謝過程[11]，因此可有效降低食品中熱量的攝入。

目前常用的脂肪替代品包括蔗糖聚酯（圖1）、霍霍巴油、三烷氧基丙三羧酸酯、羧酸酯、丙氧基甘油酯、二元酸酯和聚硅氧烷等。蔗糖聚酯（Olestra）是其中最有代表性的一類。蔗糖聚酯是脂肪酸或脂肪酸的低級烷基酯與蔗糖直接酯化或酯交換的產物，通常含有6～8個脂肪酸酯化官能團[12]。人體對含有6個脂肪酸的酯類幾乎不吸收，所以蔗糖聚酯的熱量為0kJ/g，而脂肪的熱量為39.58kJ/g。正是基于這一點，蔗糖聚酯既具備脂肪的化學性質，同時其生物功能又有別于普通的油脂，因此適用于各種高脂食品中脂肪的替代。豆玉靜等[13]研究發(fā)現，蔗糖聚酯替代了蛋糕中的黃油后，蛋糕脂肪含量和熱量分別降低了61.1%和466kJ/100g，實驗組與對照組蛋糕在氣味和口味上不存在顯著的差異性（p＞0.05），且兩者感官品質較為接近。此外，蔗糖聚酯和傳統(tǒng)脂肪一樣，還具有親脂性，可將攝入體內一定量的膽固醇部分溶解，從而降低腸道對膽固醇的吸收[14]。

然而，這類不能產生熱的多聚體雖然具有脂肪所有的功能特性，能夠應用于各種食品中，但是它存在著無法消化和影響其他物質吸收的問題，因此在食品中無法大比例替代油脂[15]。有研究表明，盡管蔗糖聚酯不會影響胃腸道功能或引起過敏反應，但過量食用會顯著降低體重，引起便秘、腹瀉、脂溶性維生素的損失、腸痙攣等生理反應[16]。雖然美國FDA已批準蔗糖聚酯可作為公認的安全物質應用在油炸土豆片等快餐食品上，但規(guī)定使用蔗糖聚酯必須添加脂溶性維生素，并必須標明大量攝取后有可能會出現消化道不適癥狀。加拿大和英國的研究機構至今都未將蔗糖聚酯列入食品添加劑的名單。因此，蔗糖聚酯作為脂肪替代品在食品安全毒理性方面尚有待進一步深入研究。

2.2 脂肪模擬物

脂肪模擬物是以蛋白質和碳水化合物為基質，經物理方法處理，充分吸收水分后以水狀液體體系的物理特性來模擬脂肪滑潤的口感的一類脂肪替代物質。它的熱量較低，具有脂肪類似的功能，但在高溫下易引起變性[4]和焦糖化[7]，因而不能用于經高溫處理的食品，也不能溶解脂溶性風味物質和維生素等，產品主要包括基于蛋白質和基于碳水化合物的脂肪模擬物。

2.2.1 蛋白質為基質的脂肪模擬物 以明膠、大豆蛋白及小麥蛋白等天然高分子蛋白質為原料，通過加熱、微?；?、高剪切處理，改變其原有的水結合特性和乳化特性，提供的口感類似于水包油型乳化體系食品中的脂肪，可用來模擬這類食品配方中的脂肪，多用于乳制品、色拉調味料、冷凍甜食等食品中。例如，香腸中添加大豆蛋白+卡拉膠（3∶1，w/w）脂肪模擬物后，肉制品的結構主要取決于模擬物的添加量，模擬量的增加顯著（p＜0.05）降低粘度及咀嚼度，大豆蛋白量對產品的硬度起主導作用，且產品的含水率隨脂肪含量的降低顯著升高[17]。除此之外，西班牙等歐洲國家的學者[18]也先后開展了蛋白質基質模擬物對肉制品理化性質、微生物活性及感官影響等方面的研究，模擬物包括魔芋膠[18]、角叉菜膠[19]、非結晶纖維素凝膠[20]、馬鈴薯淀粉+刺槐豆膠+角叉菜膠[21]、魔芋膠+橄欖油[22]、檸檬酸鹽+羧甲基纖維素+角叉菜膠[23]等。結果認為，蛋白基模擬物可有效降低產品熱量值及膽固醇，并抑制產品氧化的程度，提高持水能力以及增加產品硬度，較低水平的模擬量對產品感官性狀的影響并不顯著（表1）。

表1 蛋白質基質脂代型低脂肉制品最新研究進展Table 1 The progress in low-fat meat production added protein fat replacement

當然，蛋白質基質模擬物在應用上也存在局限性：它們不能用作烹飪油，其產品也不能油炸，這是由于高溫會使蛋白質變性，從而失去模擬脂肪的功能。此外，蛋白質容易與一些風味成分發(fā)生化學反應，降低或使風味成分喪失，這些反應隨所用的蛋白質和食品中其他成分的變化而變化。

2.2.2 碳水化合物為基質的脂肪模擬物 這類脂肪模擬物是指以碳水化合物為主要原料經物理或化學處理而制得的。目前這類模擬脂肪大致分為以下幾種類型：淀粉型、纖維素型、半纖維素型、葡萄糖型和混合型，常用種類包括玉米糊精、果膠、麥芽糊精、改性淀粉、谷物纖維、葡萄糖聚合物等。有研究表明，碳水化合物中葡萄糖值（DE）對其模擬脂肪效果有關。楊玉玲等[24]利用秈米為基質，研究在低脂火腿腸替代脂肪對產品品質的影響，結果表明，葡萄糖值為2的脂肪替代品完全可以替代高脂火腿腸中50%脂肪，產品的各項指標與高脂對照樣基本一致，隨DE值的升高，肉制品硬度、咀嚼性等指標下降，說明碳水化合物模擬效果與其DE值存在某種相關性。此外，作為碳水化合物中重要的成員之一，膳食纖維的不同存在形式也會對其模擬效果產生影響。由于水溶性膳食纖維所形成的網狀結構有利于截留大量水分，因此水溶性膳食纖維含量較高的模擬物對肉制品的持水性、彈性等有更明顯的改善作用，并且以水狀液體體系的物理特性來模擬脂肪滑潤的口感，能產生奶油狀的潤滑感和黏稠度[25]。Galanakis等[26]研究了橄欖膳食纖維水溶性和水不溶性膳食纖維在肉丸中模擬脂肪的效果及其對品質（持水力）的影響。結果表明，持水力較強的水溶性膳食纖維與胡蘿卜膳食纖維復合后模擬效果良好，不溶性膳食纖維的模擬效果則不明顯。表2列舉了膳食纖維模擬物應用于低脂肉品的最新研究進展。

表2 碳水化合物模擬物應用于低脂肉品的最新研究進展Table 2 The progress in low-fat meat production added carbohydrate fat replacement

2.3 復合型脂肪替代物

復合型脂代物是由不同基質來源物按照一定比例結合在一起協同發(fā)揮脂肪替代作用的混合物。常見的組成物包括植物蛋白、植物膠、植物油脂、改性淀粉、膳食纖維等。國外的研究機構曾用大豆、變性淀粉、瓊脂等研制出一種O/W型乳化液，用同等比例替代蛋黃醬、色拉佐料、三明治漿汁等制品中的大豆油，產品脂肪含量降低67%。由于復合型脂代物的組成比例及種類更多樣化，因此研究用哪幾種替代品復合以及復合比例對其質構、風味、可接受度等的影響就成為復合型脂代物應用的關鍵問題[30]。張慧旻等[31]研究了海藻酸鈉和結冷膠作為脂肪替代品對低脂肉糜產品的蒸煮損失、保水性和硬度等方面影響，結果顯示濃度大于0.25%的結冷膠單獨作用于肉糜時，凝膠的蒸煮損失、保水性和硬度均顯著降低（p＜0.05）。濃度大于0.5%的海藻酸鈉單獨作用時，凝膠蒸煮損失和硬度顯著降低，保水性顯著增加（p＜0.05）。復配后，結冷膠在低濃度（0.25%）時可協同海藻酸鈉顯著降低凝膠蒸煮損失（p＜0.05），同時有效調控凝膠硬度。同時，復合型脂肪替代物的作用效果也與其本身的物性有關。宗瑜等[32]用分離蛋白、復配親水膠等研制新型低脂白羽雞肉丸產品時發(fā)現，隨著親水膠的增加，產品的硬度增大，在親水膠添加量0.3%時硬度達到最大值，隨后降低。適量添加復配膠，可以起到膠連、黏接原料顆粒的作用，提高制品的硬度，但是加入過量復配膠時既不能很好地膠連、黏接原料顆粒，也不能提高產品的硬度，可能其本身的物性反而影響原料固有物性的表現。

除此之外，最近有學者[33-38]采用植物油、魚油等優(yōu)質油脂復合其他組分降低或優(yōu)化香腸中脂肪的質量及結構，也取得了明顯效果。這些研究發(fā)現，用復合型脂代物可顯著改善產品膽固醇及飽和脂肪酸含量，提高不飽和脂肪酸比例，且能有效穩(wěn)定產品的pH（表3）。

表3 復合型脂代物應用于低脂肉的最新研究進展Table 3 The progress in low-fat meat production added mixed fat replacement

2.4 不同種類脂肪替代物及脂代量對低脂肉制品品質的影響

無論是何種脂肪替代物，替代比例都會直接影響產品的各種理化、感官性質。較高比例的脂肪替代量均會降低肉制品的熱量值、膽固醇以及脂肪酸的種類和數量，從而影響產品的營養(yǎng)價值。Ruiz-Capillas等[18]用魔芋膠替代50%脂肪量后，產品熱量值下降24.5%，膽固醇含量明顯減少。對于復合型脂代物來講，可通過優(yōu)化脂代物油脂組成的方式彌補營養(yǎng)值缺失的不足。采用魔芋膠和組合油脂（橄欖油、亞麻籽油、魚油）顯著提高了香腸中ALA、DHA、EPA等功能性脂肪酸含量，產品水分活度無顯著變化[34]。此外，當脂代物含量水平提高后，產品pH均呈現下降趨勢，推測這種變化與脂代物可加速脂肪分解有關，表4列舉了不同脂代量對肉制品相關品質影響的研究結論。

表4 不同脂代量對肉制品理化、感官等性質影響的研究進展Table 4 The progress in different level of fat replacement on physicochemical and sensorial analysis of meat

3 展望

低脂肉制品不僅在改善人群健康方面有重要意義，而且高脂食品低脂化是未來食品發(fā)展不可逆的主要趨勢[41]。目前針對低脂肉制品中脂肪替代物的研究工作已取得了較好的成績，盡管如此，仍未發(fā)現可以完全取代脂肪功能特性與感官特性的單一、理想的脂肪替代物。因此，在保證肉制品營養(yǎng)價值和感官品質雙向研究的基礎上[42-43]，不斷發(fā)現新型脂肪替代物，開展對天然油脂（三甘酯）進行部分的分子改性的研究將對功能型、營養(yǎng)型、保健型肉制品的研究具有深遠的發(fā)展意義和廣闊的發(fā)展前景。

當然，在發(fā)展脂肪替代物的同時，也應該看到脂肪對人體有不可忽略的重要作用，人們仍需適當攝取一定比例的脂肪，滿足人體內代謝的需要。因此我們應對脂肪替代物采取正確的態(tài)度，進行合理的使用，既避免脂肪過量攝取又保持食品原有風味。所以，今后應在改善現有質構劑和風味劑的基礎上開發(fā)復合脂肪替代物，優(yōu)化其油脂組成結構，探尋新的脂肪替代物來源，以滿足消費者對健康低脂膳食的迫切需求。

[1]PIETRASIK Z，DUDA Z.Effects of fat content and soy protein/carragenan mix on the quality characteristics of comminuted，scalded sausages[J].Meat Science，2000，56：181-188.

[2]AMINE E，BABA N，BELHADJ M，et al.Diet，nutrition and the prevention of chronic diseases：report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation[M].Geneva：World Health Organization Press，2002：86-90.

[3]MCAFEE A J，MCSORLEY E M，CUSKELLY G J，et al.Red meat consumption：An overview of the risks and benefits[J].Meat Science，2010，84（1）：1-13.

[4]CARRAPISO A.Effect of fat content on flavor release from sausages[J].Food Chemistry，2007，103（2）：396-403.

[5]FERGUSON G R.Meat and cancer[J].Meat Science，2010，84（2）：308-313.

[6]TOBIN B D，O’SULLIVAN M G，HAMILL R M，et al.The impact of salt and fat level variation on the physiochemical properties and sensory quality of pork breakfast sausages[J].Meat Science，2012，http：//dx.doi.org/10.1016/j.meatsci.2012.08.008.

[7]YOO S S，KOOK S H，PARK S Y，et al.Physicochemical characteristics，textural properties and volatile compounds in comminuted sausages as affected by various fat levels and fat replacers[J].International Journal of Food Science and Technology，2007，42：1114-1122.

[8]PIETRASIK Z，DUDA Z.Effects of fat content and soy protein/carrageenan mix on the quality characteristics of comminuted，scalded sausages[J].Meat Science，2000，56（2）：181-188.

[9]MENDOZA E，GARCIA M L，CASAS C，et al.Inulin as fat substitute in low fat dry fermented sausages[J].Meat Science，2001，57：387-393.

[10]CARRAPISO A I.Effect of fat content on flavour release from sausages[J].Food Chemistry，2007，103：396-403.

[11]鄭建仙.低能量食品[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2001.

[12]JANDACEK R J.Review of the effects of dilution of dietary energy with olestra on energy intake[J].Physiology&Behavior，2012，105：1124-1125.

[13]豆玉靜，朱婧，劉靜，等.脂肪替代品蔗糖聚酯對蛋糕營養(yǎng)價值和感官可接受性的影響[J].食品工業(yè)科技，2012（8）：134-137.

[14]SWITHERS S E，OGDEN S B，DAVIDSON T L.Fat substitutes promote weight gain in rats consuming high-fat diets[J].Behav Neurosci，2011，125：512-518.

[15]CHITRAKAR B，ZHANG G.Olestra：A Solution to Food Fat?[J].Food Reviews International，2006，22（3）：245-258.

[16]ROY H J，MOST M M，SPARTI A，et al.Effect on body weight of replacing dietary fat with olestra for two or ten weeks in healthy men and women[J].J Am Coll Nutr，2002，21（3）：259-267.

[17]PIETRASIK Z，DUDA Z.Effect of fat content and soy protein/carrageenan mix on the quality characteristics of comminuted，scalded sausages[J].Meat Science，2000，56：181-188.

[18]RUIZ-CAPILLAS C，TRIKI M，HERRERO A M，et al.Konjac gel as pork backfat replacer in dry fermented sausages：Processing and quality characteristics[J].Meat Science，2012，92：144-150.

[19]AYADI M A，KECHAOU A，MAKNI I，et al.Influence of carrageenan addition on turkey meat sausages properties[J].Journal of Food Engineering，2009，93：278-283.

[20]CAMPAGNOL P C B，SANTOS B A，WAGNER R，et al.Amorphous cellulose gel as a fat substitute in fermented sausages[J].Meat Science，2012，90：36-42.

[21]ELIZABETH G G，ALFONSO T.Low-fat sodium-reduced sausages：Effect of the interaction between locust bean gum，potato starch and j-carrageenan by a mixture design approach[J].Meat Science，2008，78：406-413.

[22]TRIKI M，HERRERO A M，JIMéNEZ-COLMENERO F，et al.Effect of preformed konjac gels，with and without olive oil，on the technological attributes and storage stability of merguez sausage[J].Meat Science，2013，93：351-360.

[23]RUUSUNEN M，VAINIONPAA J，PUOLANNE E，et al.Effect of sodium citrate，carboxymethyl cellulose and carrageenan levels on quality characteristics of low-salt and low-fat bologna type sausages[J].Meat Science，2003，64：371-381.

[24]楊玉玲，許時嬰.利用秈米為基質的脂肪替代品制備低脂火腿腸[J].食品科學，2006，27（8）：162-165.

[25]EIM V S，SIMAL S，ROSSELLO C，et al.Effects of addition of carrot dietary fibre on the ripening process of a dry fermented sausage（sobrassada）[J].Meat Science，2008，80：173-182.

[26]GALANAKIS C M，TORNBERG E，GEKAS V.Dietary fiber suspensions from olive millwastewater as potentialfat replacements in meatballs[J].Food Chemistry，2010，43：1018-1025.

[27]TAN F J，LIAO F Y，JHAN Y J，et al.Effect of replacing pork backfat with yams（Dioscorea alata） on quality characteristics of Chinese sausage[J].Journal of Food Engineering，2007，79：858-863.

[28]NURIA G M，MARIA I A A，OLGA M B.Characterisation of low-fat high-dietary fibre frankfurters[J].Meat Science，1999，52：247-256.

[29]MENEGAS L Z，PIMENTEL T C，GARCIA S，et al.Dryfermented chicken sausage produced with inulin and corn oil：Physicochemical，microbiological，and textural characteristics and acceptability during storage[J].Meat Science，2013，93：501-506.

[30]VERóNICA A，LUIS M N，LAURA P，et al.Influence of dietary fat on pork eating quality[J].Meat Science，2012，92：366-373.

[31]張慧旻，陳從貴，聶興龍.結冷膠與海藻酸鈉對低脂豬肉凝膠改性的影響[J].食品科學，2007，28（10）：80-83.

[32]宗瑜，汪少蕓，趙立娜，等.利用生物技術研制低脂白羽雞肉丸[J].中國食品學報，2010，10（5）：189-195.

[33]CHOI Y S，PARK K S，KIM H W，et al.Quality characteristics of reduced-fat frankfurters with pork fat replaced by sunflower seed oils and dietary fiber extracted from makgeolli lees[J].Meat Science，2013，93（3）：652-658.

[34]SALCEDO-SANDOVAL L，COFRADES S，RUIZ-CAPILLAS P C，et al.Healthier oils stabilized in konjac matrix as fat replacers in n-3 PUFA enriched frankfurters[J].Meat Science，2013，93（3）：757-766.

[35]CENGIZ E，GOKOGLU N.Changes in energy and cholesterol contents of frankfurter-type sausages with fat reduction and fat replacer addition[J].Food Chemistry，2005，91：443-447.

[36]TRIKI M，HERRERO A M，RODRíGUEZ-SALAS L，et al.Chilled storage characteristics of low-fat，n-3 PUFA-enriched dry fermented sausage reformulated with a healthy oil combination stabilizedinakonjacmatrix[J].FoodControl，2013，31（1）：158-165.

[37]CHOI Y S，CHOI J H，HAN D J，et al.Effects of replacing pork back fat with vegetable oils and rice bran fiber on the quality of reduced-fat frankfurters[J].Meat Science，2010，84：557-563.

[38]陳海華，許時嬰，王璋，等.亞麻籽膠在低脂午餐肉中的應用[J].農業(yè)工程學報，2007（1）：78-83.

[39]ALONSO V，NAJES L M，PROVINCIAL L，et al.Influence of dietary fat on pork eating quality[J].Meat Science，2012，92：366-373.

[40]GARCIA M L，DOMINGUEZ R，GALVEZ M D，et al.Utilization of cereal and fruit fibres in low fat dry fermented sausages[J].Meat Science，2002，60：227-236.

[41]JIMéNEZ-COLMENERO F，COFRADES S，HERRERO A M，et al.Konjac gel fat analogue for use in meat products：Comparison with pork fats[J].Food Hydrocolloids，2012，26：63-72.

[42]FENG T，YE R，ZHUANG H，et al.Physicochemical and sensory evaluation of Mesona Blumes Gum/rice starch mixed gels as Fat-substitutes in Chinese Cantonese-style sausage[J].Food Research International，2013，50（1）：85-93.

[43]LIAROS N G，KATSANIDIS E，BLOUKAS J G.Effect of the ripening time under vacuum and packaging film permeability on processing and quality characteristics of low-fat fermented sausages[J].Meat Science，2009，83：589-598.